Úvod / Informácie / Stroje a zariadenia / Rôzne

Diferenciálne hydrostatické prevody (3. časť)

11-11-2015
Na základe dostupných technických informácii spracovali: prof. Ing. Anton ŽIKLA, CSc.; Ing. Ján KOSIBA, PhD. | xkosiba@is.uniag.sk
Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre, Katedra dopravy a manipulácie (TF)
(zdroj: Moderná mechanizácia 1/2015, s. 16-18)

O diferenciálnych hydrostatických prevodoch bolo už pojednané v Modernej mechanizácii č. 8 a 10/2014. Okrem iného bol vysvetlený princíp činnosti a základné usporiadanie týchto prevodov, pričom bola zameraná pozornosť na diferenciálny hydrostatický prevod s diferenciálom na výstupe. Čo sa týka prevádzkových vlastností diferenciálnych hydrostatických prevodov, bolo zdôraznené, že vzájomný pomer momentov prenášaných mechanickou a hydrostatickou vetvou závisí od celkového prevodu a teda od pojazdovej rýchlosti traktora. Základnou a charakteristickou vlastnosťou diferenciálnych hydrostatických prevodov je, že umožňuje plynulú reguláciu pojazdovej rýchlosti traktora, a to bez ohľadu na usporiadanie a konštrukčné riešenie samotného prevodového systému. Avšak diferenciálny prevod môže byť konštrukčne riešený a usporiadaný aj ako stupňový s radením pod zaťažením.

V odbornej verejnosti je všeobecne známe, že prvé prevody s radením pod zaťažením používané predovšetkým na výkonnejších traktoroch boli spravidla 2-stupňové násobiče momentu umiestnené pred hlavnou viacstupňovou prevodovkou. Praktické skúsenosti potvrdili, že dvojstupňový násobič momentu zlepšuje technicko-exploatačné vlastnosti traktora, ale v premenlivých pracovných podmienkach neumožňuje efektívne využiť výkon traktorového motora a to zvlášť pri energeticky náročných technologických operáciách. Z vyššie uvedeného dôvodu renomovaní výrobcovia traktorov začali už pred polstoročím vyvíjať 3-stupňové násobiče, ktoré predchádzali viacstupňovým mechanickým prevodovkám s radením pod zaťažením.

Troj-stupňový násobič s diferenciálnym prevodom

V súlade s celosvetovým trendom bol aj na Slovensku v bývalom Výskumno-vývojovom ústave ZŤS v Martine vyvinutý 3-stupňový násobič, ktorý pri druhom stupni pracuje ako diferenciálny prevod. Ako je zrejmé z kinematickej schémy znázornenej na Obr. 1 základnou časťou trojstupňového násobiča je jednoduchý

Obr. 1: Schéma trojstupňového planetového násobiča momentu

Obr. 1: Schéma trojstupňového planetového násobiča momentu (1 – centrálne koleso, 2 – satelit, 3 – korunové koleso, 4 – unášač, 5 – bubon násobiča, 6 – predlohový hriadeľ hlavnej prevodovky, 7 až 16 – ozubené kolesá, S1, S2 – lamelové spojky, B – lamelová brzda)

planetový prevod, ktorého hnacím členom je korunové koleso 3 a hnaným členom je unášač 4 s tromi satelitmi 2. Centrálne koleso 1 je pevne spojené s bubnom násobiča 5. Ovládacími prvkami násobiča sú lamelové spojky S1, S2 a lamelová brzda B. Násobič je umiestnený medzi ozubené kolesá 910 slúžiace na pohon vývodového hriadeľa normalizovanými otáčkami 540 min-1 a hlavnou 4-stupňovou prevodovkou. Radenie jednotlivých stupňov je schematický znázornené v Tab. I.

Tab. I: Polohy ovládacích prvkov násobiča pri zaradení jednotlivých stupňov

Zaradení stupeň
Prevodový pomer
Spojka S1
Spojka S2
Brzda B
1
1
zapnutá
vypnutá
vypnutá
2
1,17
vypnutá
vypnutá
vypnutá
3
1,38
vypnutá
zapnutá
zapnutá

Pri zaradení prvého stupňa je centrálne koleso 1 prostredníctvom lamelovej spojky S1 spojené s korunovým kolesom 3, tým je planetový prevod zablokovaný. Takže otáčky hnacieho člena – korunového kolesa 3 sú rovnaké ako otáčky hnaného člena – unášača 4, potom prevodový pomer násobiča je rovný jednej.

Pri zaradení druhého stupňa je centrálne koleso 1 spojené cez spojku S2 s ozubeným kolesom 11, ktoré je v trvalom zábere s ozubeným kolesom 12, pevne uloženým na dutom predlohovom hriadeli 6, hlavnej prevodovky. V tomto prípade násobič pracuje ako diferenciálny planetový prevod, pretože aj unášač 4 je súčasne cez vstupný hriadeľ hlavnej prevodovky a ozubené kolesá stáleho záberu 1314, spojený s dutým predlohovým hriadeľom 6, hlavnej prevodovky, ktorý plní funkciu zlučovacieho hriadeľa. Kinematické pomery zodpovedajúce vyššie popísanému stavu sú znázornené na Obr. 2.

Obr. 2: Kinematické pomery násobiča pri zaradení druhého stupňa

Obr. 2: Kinematické pomery násobiča pri zaradení druhého stupňa (1 – centrálne koleso, 2 – satelit, 3 – korunové koleso, 4 – unášač, 11 až 14 – ozubené kolesá)

Pri zaradení tretieho prevodového stupňa je centrálne koleso 1 prostredníctvom lamelovej brzdy B pevne spojené s rámom. V tomto prípade násobič pracuje ako štandardných planetový prevod s jedným stupňom voľnosti.

Pre úplnosť treba poznamenať, že lamelové spojky S1, S2 a lamelová brzda B sú ovládané hydraulicky.

Vyššie popísaná konštrukcia trojstupňového násobiča momentu len potvrdzuje, že diferenciálne prevody v rôznom usporiadaní  nachádzajú široké uplatnenie v prevodových systémoch traktorov, ale aj v iných mobilných pracovných strojoch. Dokonca diferenciálny prevod pri vhodnom kinematickom režime môže plniť aj funkciuj reverzora, v dôsledku čoho nachádza uplatnenie aj v rôznych manipulačných strojoch.